申请日2013.12.09
公开(公告)日2014.03.19
IPC分类号C02F11/14
摘要
本发明涉及一种对城市水域及污水处理厂淤泥环保高效的脱水固结的方法，属于淤泥脱水工艺技术领域。该技术是在待处理的淤泥中加入一定量的石灰乳，加入量一般在0.1～1wt%，再经过高速搅拌器加入硅酸钠和硫酸混合所得的液体，加入量为0.01～0.5wt%，搅拌约2-10分钟后，鼓入空气或者二氧化碳将pH值降至7.5～8.5，将泥汁放入沉降池或气浮池分离。通过一系列的吸水、水解、水化反应，形成不可逆转的凝结硬化壳，使淤泥颗粒具备一定的水稳定性和强度稳定性。再加入水泥，石灰，粉煤灰的混合物，加入量一般在5～10wt%，使得淤泥内部变得致密，待硬化后淤泥便具备了一定的结构强度。通过两步处理的固化材料吸水作用可有效降低淤泥的含水率，从而起到一定的“减污”和“强化固化”作用。
权利要求书
1.一种对城市水域及污水处理厂淤泥进行脱水固结的方法，其特征在于：通过加入 石灰和硅基絮凝剂的脱水预处理和加入水泥，石灰，粉煤灰的混合物的强化固化进行两步 处理，利用固化材料的吸水作用降低淤泥的含水率。
2.根据权利要求1所述的对城市水域及污水处理厂淤泥的脱水固结方法，其特征在 于：在待处理的淤泥中加入一定量的石灰乳，加入量一般在0.1～1wt%，再经过高速搅拌 器加入硅酸钠和硫酸混合所得的液体，加入量为0.01～0.5wt%，搅拌约2～10分钟后，鼓 入空气或者二氧化碳将pH值降至7.5～8.5，将泥汁放入沉降池或气浮池分离;通过一系列 的吸水、水解、水化反应，形成不可逆转的凝结硬化壳，使淤泥颗粒具备一定的水稳定性 和强度稳定性;再加入水泥，石灰，粉煤灰的混合物，加入量一般在5～10wt%，使得淤 泥内部变得致密，待硬化后淤泥便具备了一定的结构强度。
3.根据权利要求2所述的对城市水域及污水处理厂淤泥的脱水固结方法，其特征在 于：聚硅酸微凝胶絮凝剂的制备过程中，二氧化硅浓度为5～15wt%，加入50～500ppm 的二氧化硅粉末，将上述硅酸钠溶液进行剧烈搅拌，液体的雷诺数保持大于6000;然后用 10～30wt%浓度的稀硫酸酸化至溶液pH为9～11。
4.根据权利要求2所述的对城市水域及污水处理厂淤泥的脱水固结方法，其特征在 于：硅酸钠溶液与硫酸的混合物，需用在线粘度计测定混合液的即时粘度，使该混合液的 即时粘度小于50mpa·S。
说明书
一种污泥脱水浓缩及固结的处理方法
技术领域
本发明涉及一种对城市水域及污水处理厂淤泥环保高效的脱水固结的方法，属于淤泥 脱水工艺技术领域。
背景技术
目前国内处置疏浚淤泥的主要方法是就近弃土，即征用一块土地来堆放淤泥或将航道 土方挖出抛在暂时不通航的河道或低洼地区。疏浚淤泥抛填形成的土地非常软弱，难以开 发利用，因此造成大量土地资源的浪费。另一方面，疏浚淤泥大多含有重金属、有机质等 污染物，就近抛填必然会对周围环境造成二次污染，并涉及拆迁和农业、渔业赔偿等问题， 给工程带来了很大的难度。而海洋疏浚泥一般废弃在海洋主管部门划定的近海倾倒区内， 这种倾倒行为必然严重影响海洋资源的有效利用并对海洋环境造成不可弥补的破坏。目 前，疏浚泥的废弃对环境的影响越来越引起各方面的重视，是我国大江大河治理和海洋工 程发展的制约性因素。
目前国外发达国家处置疏浚淤泥的先进做法是将淤泥适当处理(如排水固结、化学固化 等)，将其变成可利用的土木工程材料，这样不仅可以节约土地资源，减少环境污染，而且 可以缓解我国土木工程材料日益短缺的问题，这对社会可持续发展具有重大的意义。
化学固化法处理后的淤泥具有强度可控、施工简便迅速等优点，适合大批量淤泥的固 化处理。用固化技术处理废弃淤泥使其变为再生资源在国外已得到广泛的应用，技术已比 较成熟。这一方法已在日本、荷兰、新加坡有较为广泛的使用。日本东京设有多处废弃土 处理中心，将废弃淤泥通过固化处理后代替砂料等土石方材料进行出售，国内一些研究机 构也正对国内疏浚泥的处置问题进行研究和应用。但目前固化材料中，水泥、石灰、石膏、 粉煤灰等是主要组成材料，由于淤泥的孔隙比大，含水率高，所需添加的固化材料的量比 较大。固化材料用量占淤泥量的30～40wt%，再加上搅拌、运输等费用，固化土的处理费 用比较高。因此，应用淤泥化学固化技术的关键问题是合理、经济有效的固化剂配方，由 于淤泥成分的复杂性和多样性，固化处理效果在很大程度上受到淤泥性质、固化材料的特 性以及添加量的影响，因此优良的固化剂的配方及适应性能有效提高淤泥处理效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对城市水域及污水处理厂淤泥环保高效的脱水固结的方 法，属于淤泥脱水工艺技术领域。该技术是对淤泥进行预处理，然后添加固化材料，通过 搅拌混合、养护，使淤泥、水、固化材料之间发生一系列的水解和水化反应，使得松软无 强度的淤泥变成具备一定力学性能的固化土。
本发明对城市水域及污水处理厂淤泥环保高效的脱水固结的方法是：
在待处理的淤泥中加入一定量的石灰乳，加入量一般在0.1～1wt%，再经过高速搅拌 器加入硅酸钠和硫酸混合所得的液体，加入量为0.01～0.5wt%，搅拌约2-10分钟后，鼓 入空气或者二氧化碳将pH值降至7.5～8.5，将泥汁放入沉降池或气浮池分离。通过一系列 的吸水、水解、水化反应，在淤泥颗粒表面产生胶凝物质(水化硅酸钙、水化铝酸钙等)， 形成不可逆转的凝结硬化壳，使淤泥颗粒具备一定的水稳定性和强度稳定性。经过预处理 的淤泥，再加入水泥，石灰，粉煤灰的混合物，加入量一般在5～10wt%，具有胶凝性质 的水化产物在淤泥颗粒之间形成了网状结构，即构成了淤泥的骨架，结晶类的水化产物则 填充网状结构的孔隙，使得淤泥内部变得致密，待硬化后淤泥便具备了一定的结构强度。 通过两部处理的固化材料吸水作用可有效降低淤泥的含水率，另外，包裹着淤泥颗粒的凝 结硬化壳可有效降低其中污染物质的活性，从而起到一定的“减污”和“强化固化”作用。
其中所述的硅酸钠和硫酸混合液具体制备方法为：将浓度为5～15wt%的硅酸钠，加 入50～500ppm的二氧化硅粉末，用做凝结核心，在常见的高速搅拌装置下剧烈搅拌，保 持搅拌过程中液体的雷诺数大于6000，即出现紊流态，然后用10～30wt%重量百分比浓 度的稀硫酸酸化至溶液pH为9～11，同时用在线粘度计测定该混合液的即时粘度，使该混 合液的即时粘度小于50mpa·S，即制备成聚硅酸微凝胶;该聚硅酸凝胶由于加入了二氧化 硅粉末作为凝结核心，配合剧烈的搅拌速度，从而控制了溶液的胶凝情况，制备出的聚硅 酸凝胶具有良好的流动性，随后该聚硅酸凝胶既可以加入至淤泥中。
该方法处理后的淤泥具有强度可控、施工简便迅速等优点，适合大批量淤泥的固化处 理。该方法采用水泥、石灰、石膏、粉煤灰等为主要组成材料。由于淤泥的孔隙比小，含 水率低，所需添加的固化材料的量比较小，固化材料用量占淤泥量的5～10wt%，再加上 搅拌、运输等费用降低，因而综合固化土的处理费用比较低。
